DE3640281A1

DE3640281A1 - Heating apparatus, in particular for liquid or gaseous fuels

Info

Publication number: DE3640281A1
Application number: DE19863640281
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Weiss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-25
Filing date: 1986-11-25
Publication date: 1988-06-01

Abstract

The heating apparatus can be used in conjunction with a central heating system or as a room heater. It is equipped with at least one burner (in particular for liquid or gaseous, but possibly also for solid fuels) which is arranged in a combustion chamber connected to a heat-exchange system. The invention is based on the object of providing a heating apparatus which is reliable, is easy to maintain and has improved efficiency compared with the known heating apparatuses of this type. The invention consists in that the heat-exchange system consists essentially of a container for the medium to be heated, in whose medium-receiving space a burner-combustion space is arranged in such a way that combustion gas flowing into the medium-receiving space from out of the combustion space can only reach the exhaust-air outlet via said medium-receiving space.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung, insbesondere für flüssige oder gasförmige Brennstoffe, mit mindestens einem an eine Brennstoff-Zuleitung angeschlossenen bzw. anzuschließenden Brenner, der in einem Brennraum angeordnet ist, welcher mit einem Wärmeaustausch-System verbunden ist, in dem die diesem aus dem Brennraum zuströmenden Verbrennungsgase ihre Wärme auf ein Heizmedium übertragen.The invention relates to a heating device, in particular for liquid or gaseous fuels, with at least one connected to a fuel supply line or burner to be connected, which is arranged in a combustion chamber which is connected to a heat exchange system is in which the flowing in from the combustion chamber Combustion gases transfer their heat to a heating medium.

Es sind bereits Heizvorrichtungen dieser Art bekannt, die mit einem Brenner für einen flüssigen oder gasförmigen Brennstoff ausgerüstet sind. Das Wärmeaustausch-System dieser bekannten Heizvorrichtungen, in dem die im Brennraum des Brenners entstandenen heißen Verbrennungsgase ihre Wärme an das Heizmedium abgeben, ist mit gesonderten, voneinander getrennten Durchgangsräumen bzw. -leitungen für das Verbrennungsgas und für das aufzuheizende Medium (Heizmedium) versehen, die zwecks Wärmeaustausch aneinander angrenzen bzw. einander umgeben. Der Brennraum ist daher nur mit dem Durchgangsraum bzw. den Leitungen für die Verbrennungsgase verbunden, die den Wärmeaustauscher über einen Abluftauslaß verlassen. Der Wärmeaustausch zwischen Verbrennungsgasen und Medium ist bei den bekannten Heizvorrichtungen demnach nur mittelbar über die Begren zungswandungen der getrennten Durchgangsräume möglich.Heating devices of this type are already known the one with a burner for a liquid or gaseous Are equipped with fuel. The heat exchange system of these known heaters in which the in the combustion chamber hot combustion gases produced by the burner Giving heat to the heating medium is with separate, separate passage rooms or lines for the combustion gas and for the medium to be heated (Heating medium) provided to each other for the purpose of heat exchange border or surround each other. The combustion chamber is therefore only with the passage space or the lines for the Combustion gases connected to the heat exchanger leave via an exhaust air outlet. The heat exchange between combustion gases and medium is in the known Heating devices therefore only indirectly above the limits walls of the separate passage rooms possible.

Der Erfindung hat die Aufgabe zugrunde gelegen, mit geringem technischen Aufwand eine betriebssichere und leicht zu wartende Heizvorrichtung mit gegenüber den bekannten Heizvorrichtungen verbessertem Wirkungsgrad zu schaffen.The invention has for its object with little technical effort a reliable and easy to use waiting heater with compared to the known Heaters to create improved efficiency.

Die Erfindung besteht darin, daß das Wärmeaustausch-System im wesentlichen aus einem mit dem zu beheizenden Medium (Heizmedium) gefüllten bzw. zu füllenden Behälter besteht, innerhalb dessen Medium-Aufnahmeraum mindestens ein Brenner-Brennraum zumindest mit seinem Verbrennungsgas- Auslaß, vorzugsweise jedoch mit seinem gesamten Brennraum, derart angeordnet ist, daß die Verbrennungsgase in den Medium-Aufnahmeraum bzw. das darin befindliche zu behei zende Medium einleitbar sind, und der einen Abluftauslaß für die Verbrennungsgase aufweist, wobei Brennerauslaß und Abluftauslaß so gegenüber dem Medium-Aufnahmeraum des Behälters angeordnet sind, daß in den Medium-Aufnah meraum einströmendes Verbrennungsgas nur nach Durchgang durch diesen Raum bzw. wärmeaustauschenden Durchstreichen von in diesem Raum befindlichen Medium zum Abluftauslaß gelangen kann.The invention is that the heat exchange system essentially from one with the medium to be heated (Heating medium) filled or to be filled container, at least one within its medium recording space Burner combustion chamber at least with its combustion gas Outlet, but preferably with its entire combustion chamber, is arranged so that the combustion gases in the Medium recording room or the one located therein zende medium can be introduced, and the exhaust air outlet for the combustion gases, with burner outlet and exhaust air outlet so opposite the medium receiving space of the container are arranged that in the medium recording combustion gas flowing in only after passage through this room or heat-exchanging strikethrough from the medium in this room to the exhaust air outlet can reach.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unter ansprüche.Further features of the invention are the subject of the sub Expectations.

Hauptanwendungsgebiet der Erfindung sind die Raumbe heizung, die Warmwasserbereitung und industrielle Heiz prozesse. Jedoch ist die Erfindung auch auf jedem anderen Gebiet anwendbar, auf dem Heizvorrichtungen der in Be tracht kommenden Art benutzt werden. Insbesondere ist die Erfindung auch in Verbindung mit geeigneten Brennern für feste Brennstoffe, die Verbrennungsgase liefern, benutzbar.The main areas of application of the invention are space heating, water heating and industrial heating processes. However, the invention is also on everyone else Field applicable to the heaters of the type described in Be traditional style are used. In particular is the invention also in connection with suitable burners for solid fuels that supply combustion gases, usable.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von zwei Ausfüh rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.The invention is based on two Ausfüh tion examples with reference to the drawings explained.

Diese zeigtThis shows

Fig. 1 eine schematische Schnittzeichnung durch eine einfache Ausführungsform einer Heizvorrichtung, welche das Grundprinzip der Arbeitsweise der Vorrichtung veranschaulicht und Fig. 1 is a schematic sectional drawing through a simple embodiment of a heating device, which illustrates the basic principle of the operation of the device and

Fig. 2 eine schematische Schnittzeichnung durch eine weiter ausgebaute Ausführungsform einer Heiz vorrichtung. Fig. 2 is a schematic sectional drawing through a further embodiment of a heating device.

Das Brennaggregat der in den Zeichnungen dargestellten Heizvorrichtungen besteht aus einem Brenner 4 an sich bekannter Bauart, der an eine rohrförmige Zuleitung 8 für flüssigen oder gasförmigen Brennstoff angeschlossen bzw. anzuschließen ist und nach Zündung mittels einer (nicht dargestellten) Zündvorrichtung diesen Brennstoff mit einer Flamme 2 innerhalb eines Brennraumes 1 ver brennt, der bei den dargestellten Ausführungsformen von einem umgekehrt angeordneten Trichter 1 A umgrenzt ist, welcher an seinem oberen offenen Ende mit einer Zuleitung 9 für Verbrennungsluft oder ein anderes sauer stoffhaltiges Brenngas verbunden ist, in welche die Verbrennungsluft bzw. das Brenngas mittels eines Gebläses 10 mit Überdruck hereingedrückt wird. Zwischen dem Gebläse 10 und dem Trichter 1 A ist ein Rückschlagventil 11 (z. B. eine Rückschlagklappe) in die Zuleitung 9 eingebaut. Ein Zünd- und Flammüberwachungssystem 3 befindet sich innerhalb des Trichters 1 A, der an seiner weiten, unteren Öffnung mit einem gasdurchlässigen Abschluß 1 B versehen ist, z. B. einem gasdurchlässigen Filter oder einen sieb artigen Gebilde. Der Trichter 1 A ist mit seinem verjüngten Ende nach oben und seinem weiten Ende nach unten gerichtet in senkrechter Anordnung in einem als Aufnahmeraum 6 für das zu beheizende Medium ausgebildeten Innenraum eines Behälters 7 angeordnet, der mit dem aufzuheizenden Medium, hier einem flüssigen Heizmedium, nämlich Wasser, (nahezu) gefüllt ist.The combustion unit of the heating devices shown in the drawings consists of a burner 4 of a known design, which is connected or has to be connected to a tubular feed line 8 for liquid or gaseous fuel and, after ignition by means of an ignition device (not shown), this fuel with a flame 2 ver burning inside a combustion chamber 1 which is bounded in the illustrated embodiments of an inverse placed hopper 1 a, which at its upper open end to a feed line 9 for combustion air or another acid-containing fuel gas is connected, into which the combustion air or the Fuel gas is pushed in by means of a blower 10 with excess pressure. Between the blower 10 and the hopper 1 A is a non-return valve 11 installed (eg. As a check valve) in the supply line 9. An ignition and flame monitoring system 3 is located within the hopper 1 A, which is provided on its wide lower opening with a gas permeable closure 1 B, z. B. a gas permeable filter or a sieve-like structure. The hopper 1 A with its tapered end upwards and its wide end directed arranged in a as a receiving space 6 for the formed medium to be heated interior of a container 7 in a vertical array downward, connected to the to be heated medium, here a liquid heating medium, namely Water, (almost) filled.

Die Heizvorrichtung arbeitet wird folgt:The heater works as follows:

Der durch die Zuleitung 8 geführte Brennstoff wird zusammen mit der vom Gebläse 10 über die Leitung 9 einge blasenen Verbrennungsluft vom Brenner 4 in der Flamme 2 zu Verbrennungsgas verbrannt, welches den vom Trichter 1 A, 1 B umgrenzten Brennraum 1 füllt und unter der Wirkung des Überdruckes in Form von Heizgasbläschen 5 durch das im Mediumaufnahmeraum 6 befindliche Medium, hier Wasser, aufsteigt. Während des Durchgangs der Heizgasbläs chen durch das Medium geben diese ihre Wärme an das Medium ab, wodurch sich der Wärmeaustausch vollzieht. Bei Brenner ausfall schaltet die Überwachungseinrichtung 3 automatisch die Zufuhr von Brennstoff und von Verbrennungsluft ab.The guided through the feed line 8, fuel is burned together with the through line 9 into the blower 10 combustion air blown out by the burner 4 in the flame 2 for combustion gas which fills the bounded by the hopper 1 A, 1 B combustion chamber 1 and the under the action Overpressure in the form of heating gas bubbles 5 through the medium in the medium receiving space 6 , here water. During the passage of the Heizgasbläs chen through the medium, they give off their heat to the medium, whereby the heat exchange takes place. In the event of a burner failure, the monitoring device 3 automatically switches off the supply of fuel and combustion air.

Das aufgewärmte Medium kann über in Fig. 1 nicht darge stellte, in Fig. 2 mit 18 und 19 bezeichnete Ab- und Rückführleitungen einem Heizungs-Zirkulationskreislauf zugeführt werden und aus diesem wieder in den Wärmeaus tauscher zurückgeführt werden. Die Vorrichtung kann jedoch auch, ohne Anschluß an Medium-Ab- und Rückführleitungen, zur direkten Beheizung benutzt werden, z. B. als Raum- Heizkörper ausgebildet sein.The warmed-up medium can be supplied via a heating circuit in FIG. 1, not shown in FIG. 1, in FIG. 2 with 18 and 19 discharge and return lines and can be fed back into the heat exchanger. However, the device can also be used for direct heating without connection to medium discharge and return lines, e.g. B. be designed as a space heater.

Die Vorrichtung nach Fig. 2 ist als zentrale Heizvorrich tung für ein Heizungs-Zirkulationskreislaufsystem ausgebil det und zu diesem Zweck über mindestens je eine von oben in den Medium-Aufnahmeraum 6 eingeführte Medium-Ableitung 18 bzw. Medium-Rückführleitung 19 mit dem Eingang bzw. Aus gang des Heizungskreislaufes verbunden bzw. zu verbinden. Die Ableitung 18 mündet in den wärmeren, oberen Bereich des Medium-Aufnahmeraumes 6 ein und die Rückführleitung 19 in dessen kälteren, unteren Bereich. Die Zufuhr von frischem Heizmedium erfolgt, gesteuert über einen Niveau regler, über die Zuleitung 12.The device according to FIG. 2 is designed as a central heating device for a heating circulation system and for this purpose via at least one medium discharge line 18 or medium return line 19 introduced from above into the medium receiving space 6 with the input or Connected from the heating circuit output or to connect. The discharge line 18 opens into the warmer, upper area of the medium receiving space 6 and the return line 19 into its colder, lower area. Fresh heating medium is supplied, controlled by a level controller, via the feed line 12 .

Wie in Fig. 2 für den oberen Teil des Medium-Aufnahmeraumes 6 angedeutet, ist dieser auf seine ganze oder einen Teil seiner Höhe als konventioneller Wärmeaustauscher ausge bildet, indem in ihm mindestens ein geschlossenes Leitungs system 13 für ein weiteres Heizmedium angeordnet ist, auf das Wärme sowohl von den vorbeiströmenden Heizgasbläschen 5 als auch vom Medium in Raum 6 übertragen wird. Mittels einer solchen geschlossenen Wärmeaustauschleitung 13 kann ein Medium zusätzlich zu dem im Raum 6 befindlichen Medium aufgeheizt werden, das nicht unmittelbar mit dem Brennstoff in Berührung kommen soll, wie z. B. Trinkwasser. Die Ab- und Rückleitung des Mediums in der Leitung 13 erfolgt über nicht dargestellte Leitungen.As indicated in Fig. 2 for the upper part of the medium-receiving space 6 , this is formed on all or part of its height as a conventional heat exchanger by at least one closed pipe system 13 for another heating medium is arranged on it Heat is transferred from the heating gas bubbles 5 flowing past as well as from the medium in room 6 . By means of such a closed heat exchange line 13 , a medium can be heated in addition to the medium in the room 6 , which should not come into direct contact with the fuel, such as. B. drinking water. The discharge and return line of the medium in line 13 takes place via lines, not shown.

Der Behälter 7 kann zusätzlich zum Heizmedium zumindest teilweise mit einem wärmespeichernden Material 21, z. B. mit Steinen, Sand und dergl. gefüllt sein. Durch entspre chende Auswahl dieses Materials kann das Aufsteigen der Heizgasbläschen behindert werden, wodurch die Wärmeaus tauschzeit verlängert werden kann, so daß damit der Wärme austausch regelbar ist.The container 7 can in addition to the heating medium at least partially with a heat storage material 21 , for. B. filled with stones, sand and the like. By appropriate selection of this material, the rise of the heating gas bubbles can be hindered, whereby the heat exchange time can be extended, so that the heat exchange can be regulated.

Der Behälter 7 ist gemäß Fig. 2 allseits mit einer Isolier ummantelung 20 umgeben, durch welche die Zu- und Ableitungen hindurchgeführt sind. Der Niveauregler ist so eingestellt, daß der Raum 6 bis zu einem solchen Pegel mit dem Medium aufgefüllt ist, daß zwischen der Mediumoberfläche und der oberen Innenfläche der Wärmeisolierung 20 ein Gas- Sammelraum 6 A freibleibt, in den ein durch die Ummantelung 20 hindurchgeführter Abluftkanal 16 einmündet, der oberhalb des Behälters 7 als Wärmeaustauscher zur Vorwärmung der Verbrennungsluft oder des Brenngases ausgebildet, indem ein Leitungssystem 15 für die Zufuhr von Verbrennungsluft oder Brenngas in ihm angeordnet ist, das über eine Verbin dungsleitung 17 an das Gebläse 10 angeschlossen ist, so daß die Verbrennungsluft bzw. das Brenngas von der Restwärme des aus dem Behälter 7 entweichenden Abgases vorgewärmt wird, bevor sie bzw. es vom Gebläse 10 angesaugt und mittels dieses in den Verbrennungsraum 1 eingeblasen wird. Das Kondensat aus dem Kanal 16 fällt in den Behälter 7 zurück. Im unteren Ende des Kanals 16 befindet sich ein Katalysator 14.The container 7 is in accordance with Fig. 2 on all sides shell, with an insulating surround 20 through which the supply and discharge lines are passed. The level controller is set so that the space 6 is filled with the medium to such a level that a gas collecting space 6 A remains free between the medium surface and the upper inner surface of the thermal insulation 20 , into which an exhaust air duct 16 passed through the casing 20 opens, which is formed above the container 7 as a heat exchanger for preheating the combustion air or the fuel gas by a line system 15 for the supply of combustion air or fuel gas is arranged in it, which is connected via a connec tion line 17 to the blower 10 , so that the Combustion air or the fuel gas is preheated by the residual heat of the exhaust gas escaping from the container 7 before it or it is sucked in by the fan 10 and blown into the combustion chamber 1 by means of the latter. The condensate from the channel 16 falls back into the container 7 . A catalyst 14 is located in the lower end of the channel 16 .

Die Gebläseleistung kann in Abhängigkeit von der Gaszufuhr mittels an sich bekannter Vorrichtungen regelbar sein.The blower output can vary depending on the gas supply be controllable by means of devices known per se.

Im Verbrennungsgas-Ausgangsbereich, d. h. bei den darge stellten Ausführungsformen im unteren Brennerbereich, kann das Gehäuse 1 A mit Durchgangsschlitzen oder Öffnungen für den Durchtritt von Verbrennungsgasen versehen sein. Insbesondere kann der Randbereich geschlitzt sein. Durch derartige Gasdurchgangsöffnungen kann der Gasbläschen- Austritt intensiviert werden.In the combustion gas outlet area, ie in the embodiments presented in the lower burner area, the housing 1 A can be provided with through slots or openings for the passage of combustion gases. In particular, the edge area can be slotted. The gas bubble outlet can be intensified by such gas passage openings.

Ein unterer Abschluß 1 B für die Brennraumwandung 1 A kann entfallen, wenn keine Verunreinigung des Heizmediums durch feste Bestandteile des Brennstoffs zu befürchten ist.A lower end 1 B for the combustion chamber wall 1 A can be omitted if there is no fear of contamination of the heating medium by solid components of the fuel.

Die Brennraumwandung kann eine beliebige geeignete andere als die dargestellte trichterförmige bzw. kegelstumpf förmige Gestalt haben, z. B. eine glockenförmige Gestalt oder jede beliebige andere geeignete Haubenform. Eine Brennraumwandung ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, weil bei hinreichend großem Druck des zugeführten Brenn gases (z. B. Preßluft) der Brennraum 1 auch nur vom Gas druck gegenüber dem Medium im Raum 1 abgegrenzt werden kann.The combustion chamber wall can have any suitable shape other than the funnel-shaped or frustoconical shape shown, e.g. B. a bell-shaped shape or any other suitable hood shape. A combustion chamber wall is not absolutely necessary, however, because if the pressure of the supplied combustion gas (e.g. compressed air) is high enough, the combustion chamber 1 can only be delimited from the gas pressure in relation to the medium in room 1 .

Es können auch mehrere Brenner innerhalb des Brennraumes 1 bzw. mehrere Brennräume innerhalb des Behälters 7 vor handen sein.There may also be several burners within the combustion chamber 1 or several combustion chambers within the container 7 before.

Die Erfindung ist auch anwendbar für Heizvorrichtungen, bei denen die wärmeübertragenden Verbrennungsgase mittels eines Brenners für festen Brennstoff erzeugt werden.The invention is also applicable to heating devices, in which the heat-transferring combustion gases by means a burner for solid fuel.

Claims

1. Heating device, in particular for liquid or gaseous fuels, with at least one, connected to a fuel supply line ( 8 ) or connectable burner ( 4 ), which is arranged in a combustion chamber ( 1 ), which is connected to a heat exchanger system is in which this flow from the combustion chamber ( 1 ) the combustion gases transfer their heat to a heating medium, characterized in that the heat exchange system consists essentially of a container filled with the medium to be heated (heating medium) or to be filled ( 7 ), within the medium receiving space ( 6 ) at least one burner combustion chamber ( 1 ) at least with its combustion gas outlet ( 1 B) , but preferably before with its entire combustion chamber ( 1 ), is arranged such that the combustion gases can be introduced into the medium receiving space ( 6 ) or the medium located therein, and which has an exhaust air outlet ( 16 ) for the combustion gases, burner outlet ( 1 B) and exhaust air outlet (16) of the container (7) are arranged opposite the medium-On receiving space (6), that in the medium receiving space (6) inflowing combustion gas only after passing through this space (6) or heat austauschendem strikeout medium located in this space ( 6 ) can reach the exhaust air outlet ( 16 ).

2. Heating device according to claim 1, characterized in that at least one burner ( 4 ) in a vertical arrangement with its surrounded by a combustion air or fuel gas supply line ( 9 ) fuel supply line ( 8 ) within half of the medium-receiving space ( 6th ) or of the medium located therein that its combustion chamber ( 1 ) is located in the lower container area.

3. Heating device according to claim 1 or 2, characterized in that the combustion chamber ( 1 ) is located in a housing ( 1 A) , which is gas-tight with an opening connected to the supply line ( 9 ) for combustion air or fuel gas and that a flue gas outlet opening ( 1 B) expanded conically.

4. Heating device according to claim 3, characterized in that the burner housing ( 1 A) has the shape of a truncated cone.

5. Heating device according to claim 3, characterized in that the burner housing ( 1 A) is hood or bell-shaped.

6. Heating device according to claim 3, characterized in that the burner housing ( 1 A) is provided at the combustion gas outlet with a gas-permeable closure ( 1 B) , for. B. with a gas permeable filter or sieve closure.

7. Heating device according to claim 3, characterized in that the burner housing ( 1 A) in the outlet area, preferably at the outlet edge, is provided with gas passage slots or the like. Openings.

8. A heating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the medium-receiving space ( 6 ) at least one heat exchanger line ( 13 ) which is closed with respect to the medium in this space is arranged for a further medium, the supply and exhaust lines of which the container ( 7 ) are led out.

9. Heating device according to at least one of the preceding claims, characterized by a level controller in the medium receiving space ( 6 ), which the medium level in this space ( 6 ) by controlling the medium inflow via a medium supply line ( 12 ) to a predetermined, preferably adjustable Level regulates.

10. Heating device according to at least one of the preceding claims, characterized by at least one connected to the input of a heating circulation system or connectable, in the warmest (upper) region of the medium receiving space ( 6 ) opening medium discharge line ( 18 ) and by at least one the output of the heating circulation system connected or connectable, in the coldest (lower) area of the room ( 6 ) confluent medium return line ( 19 ).

11. A heating device according to at least one of the preceding claims, characterized by a heat exchange container ( 7 ) surrounding, with passages for the feed and Ablei lines ( 8, 9, 12, 16, 18, 19 ) provided insulating jacket ( 20 ) , between their upper inner surface and the medium surface, an exhaust air collecting space ( 6 A) remains free, into which the exhaust air duct ( 16 ) opens.

12. Heating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the medium-receiving space ( 6 ) in addition to the medium has a filling ( 21 ) made of heat-storing material distributed over its entire extent or part thereof.

13. Heating device according to at least one of the preceding claims, characterized by an in the exhaust air duct ( 16 ) to arranged heat exchanger line ( 15 ) for preheating the combustion air or the fuel gas by means of the residual heat of the exhaust air.